• 제목/요약/키워드: systole

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2차원 모델을 이용한 한국형 인공심장 내 혈액 유동에 대한 수치적 해석 (Numerical Analysis of the Blood Flow in the Korean Artificial Heart Using Two Dimensional Model)

  • 박명수;심은보;고형종;사종엽;박찬영;민병구
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.301-307
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    • 2003
  • 본 연구에서는 한국형 인공심장의 혈액주머니 내 혈액 유동에 대한 수치적 해석 결과를 제시하였다. 혈액 유동은 2차원 비정상 유동으로 가정하였으며. 이를 해석하기 위하여 유한요소 기반의 상용코드인 ADINA를 사용하였다. 액츄에이터와 혈액주머니사이의 강체-고체 접촉, 그리고 혈액주머니와 혈류 사이의 고체-유체 상호작용을 모두 계산에서 반영하였다. 본 연구에서는 혈액주머니의 형상설계 과정에서 제시되었던 3가지 모델에 대해서 계산을 수행하고 이들의 혈류역학적인 적합성을 분석하였다. 계산결과에 의하면 혈액주머니의 수축 시는 출구로의 강한 흐름과 입구 부분에서의 정체영역이 관찰되었다. 이완 시에는 외부로부터 입구로 강한 혈류가 유입되고 있으며, 닫힌 출구에서 부근에서는 재순환 영역이 발생한다. 수축 시 전단응력은 출구 모서리 부근에서 극한값들을 가지게 되며, 이완 시에는 주로 입구 모서리와 액츄에이터 접촉면에서 최소, 최고치를 보여주고 있다.

Patient-Specific Computational Fluid Dynamics in Ruptured Posterior Communicating Aneurysms Using Measured Non-Newtonian Viscosity : A Preliminary Study

  • Lee, Ui Yun;Jung, Jinmu;Kwak, Hyo Sung;Lee, Dong Hwan;Chung, Gyung Ho;Park, Jung Soo;Koh, Eun Jeong
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제62권2호
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    • pp.183-192
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    • 2019
  • Objective : The objective of this study was to analyze patient-specific blood flow in ruptured aneurysms using obtained non-Newtonian viscosity and to observe associated hemodynamic features and morphological effects. Methods : Five patients with acute subarachnoid hemorrhage caused by ruptured posterior communicating artery aneurysms were included in the study. Patients' blood samples were measured immediately after enrollment. Computational fluid dynamics (CFD) was conducted to evaluate viscosity distributions and wall shear stress (WSS) distributions using a patient-specific geometric model and shear-thinning viscosity properties. Results : Substantial viscosity change was found at the dome of the aneurysms studied when applying non-Newtonian blood viscosity measured at peak-systole and end-diastole. The maximal WSS of the non-Newtonian model on an aneurysm at peak-systole was approximately 16% lower compared to Newtonian fluid, and most of the hemodynamic features of Newtonian flow at the aneurysms were higher, except for minimal WSS value. However, the differences between the Newtonian and non-Newtonian flow were not statistically significant. Rupture point of an aneurysm showed low WSS regardless of Newtonian or non-Newtonian CFD analyses. Conclusion : By using measured non-Newtonian viscosity and geometry on patient-specific CFD analysis, morphologic differences in hemodynamic features, such as changes in whole blood viscosity and WSS, were observed. Therefore, measured non-Newtonian viscosity might be possibly useful to obtain patient-specific hemodynamic and morphologic result.

동맥전환술을 시행한 대혈관전위 환자에서 심초음파를 이용한 술후 추적 (Echocardiographic Follow-up after Arterial Switch Operation for Transposition of the Great Arteries)

  • 한승세;정태은;이동협;오정훈;이정철
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권10호
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    • pp.754-762
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    • 2001
  • 배경: 영낡치대 흥부외과학교실에서 1989년부터 1998년 사이에 대혈관전위로 동맥전환술을 받고 6개월 이상 추적관찰한 환자 8례를 대상으로, 동맥 전환술의 효용도를 평가하기 위해 반복적인 심초음파 검사를 시행한 후 그 자료를 후향적으로 분석하였다. 대상 및 방법: 추적관찰기간은 평균 4.1년이었고 최단 6개월에서 최장 11년이었다. 대성환자의 연령은 평균 29일(범위 3∼56일)이었고 체중은 평균 3.6kg(범위 2.6∼4.8kg)이었다. 술 전 진단은 TGA+VSD가 5례, TGA+IVS가 3례이었다. 좌심실 shortening fraction, 좌심실 수축기 시간간격(left ventricle systolic time interval, LVSTI), 우심실 수축기 시간간격(right ventricle systolic time interval, RVSTI), 그리고 좌심실구축률(EF)을 측정하여 좌심실의 기능을 평가하였다. 대동맥과 폐동맥의 최고 수축기압차 속도 (peak systolic pressure gradient velocity, PSPGV), 판막의 폐쇄부전상태, 좌심방/대동맥비(LA/Ao ratio), 대동맥과 폐동맥 근부의 크기, 등을 정상치와 비교하여 판막의 기능과 대혈관의 성장을 평가하였다. 결과: 좌심실구축률은 평균 65.0+9.03%이었으며 추적관찰 동안 시간이 경가함에 따라 대체로 증가하는 경향을 보였다. 좌심실상행대동맥압차는 평균 15.9mmHg이었고 우심실폐동맥압차는 평균 27.5mmHg이었다. 수축기말 대동맥근부 크기(aortic root dimension at end-systole)는 8례 중 6례에서 동일 연령군의 정상발육 평균치보다 발육이 증가하는 양상이었고 발육과정에 따라 증가하는 양상을 보였다. 수축기말 폐동맥 근부 크기(PA root dimension at end-systole)는 동일연령군의 정상발육 평균치와 비교할 때 비슷한 성장경과를 보였다. 술후 판막 폐쇄부전의 변동을 보면 폐동맥판막폐쇄부전은 8례 중 5례에서 있었고 1례에서 2도이었고 그 외는 1도 이하이었다. 대동맥판막폐쇄부전은 8례 중 술전 0도에서 술후 1도로 변동한 경우가 6례였다. 이상과 간이 폐쇄부전이 있더라도 대부분 1도 이하이었기 때문에 인상적인 의의는 없었다

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게이트 심장 혈액풀 스캔에서 좌전사위상 각도의 변화에 따른 정량적 지표 비교 (The Comparison of Quantitative Indices by Changing an Angle of LAO View in Multi-Gated Cardiac Blood Pool Scan)

  • 윤순상;남기표;류재광;김성환
    • 핵의학기술
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    • 제16권1호
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    • pp.57-61
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    • 2012
  • 게이트 심장 혈액풀 스캔(Gated cardiac blood pool scan, MUGA)은 좌심실의 기능을 평가하는 데 유용한 검사로 심근독성 항암제를 투여 받는 환자에서 심박출 계수(Ejection Fraction, EF)를 추적, 감시하는데 이용되어 많은 검사가 시행되고 있다. EF를 산출하기 위해 좌전사위상(Left Anterior Oblique, LAO)에서 좌우 심실이 분리되도록 각도를 조절해야 하는데 이때 LAO 각도의 설정은 정량분석 값에 영향을 미칠 가능성이 있어, 이에 본 연구는 LAO 각도의 변화가 정량분석 값에 영향을 미치는지 살펴보고자 한다. 2011년 06월부터 09월까지 본원에서 MUGA 검사를 시행한 환자 49명(남 8명, 여 41명)을 대상으로 하였다. 먼저 최적 중격상(Best septal view)으로 촬영 후, 전면과 측면 측으로 LAO 각도를 가감하여 총 3회 촬영하였다. ${\pm}5^{\circ}$로 환자 20명, ${\pm}10^{\circ}$로 29명을 촬영하였고, 관심영역을 자동 및 수동으로 각각 설정하여 좌심실의 EF와 확장기말계수, 수축기말계수를 비교하였다. 먼저 관심영역을 자동으로 분석하였을 때, ${\pm}5^{\circ}$의 경우, LAO, LAO $-5^{\circ}$, LAO $+5^{\circ}$에서의 EF의 평균값은 각각 $61.0{\pm}7.5%$, $62.1{\pm}7.1%$, $60.9{\pm}6.7%$ ($p$=0.841)이었고, 이때의 확장기말계수, 수축기말계수 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다($p$<0.05). ${\pm}10^{\circ}$의 경우, EF의 평균값은 각각 $62.4{\pm}9.54%$, $62.3{\pm}10.8%$, $61.6{\pm}9.3%$ ($p$=0.938)이었고, 이때의 확장기말계수, 수축기말계수 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다($p$<0.05). 또한 관심영역을 수동으로 분석하였을 때, ${\pm}5^{\circ}$의 경우, EF의 평균값은 각각 $62.8{\pm}7.1%$, $63.6{\pm}7.5%$, $62.7{\pm}7.3%$ ($p$=0.903)이었고, 이때의 확장기말계수, 수축기말계수 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다($p$<0.05). ${\pm}10^{\circ}$의 경우, EF의 평균값은 각각 $65.5{\pm}9.0%$, $66.3{\pm}8.7%$, $63.5{\pm}9.3%$ ($p$=0.473)이었고, 이때의 확장기말계수, 수축기말계수 역시 통계적으로 유의한 차이가 없었다($p$<0.05). 최적 중격상을 기준으로 하였을 경우, ${\pm}5{\sim}10^{\circ}$의 영상의 차이는 EF에 유의한 변화를 주지 않을 것으로 판단된다. 다만 최적 중격상에서 벗어난 영상은 좌심실의 벽 운동 등과 같은 심장의 운동상태를 정성적으로 평가함에 있어서 판독자에 따라 편차가 발생할 수 있으므로 주의해야 할 것이다.

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윤상 교약성 심낭염의 외과적 치료 -2예 보고- (Annular Constrictive Pericarditis: Simulating Vavular Heart Disease : Case Report)

  • 유회성
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제13권3호
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    • pp.280-284
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    • 1980
  • This is report of two cases of annular constrictive pericarditis. Since January 1959 to December 1979 the authors experienced 48 cases of chronic constrictive pericarditis treated surgically at the Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, the National Medical Center in Seoul. These cases simulated valvular heart disease. One case, as mitral stenosis, revealed rumbling apical diastolic murmur [II/VI], atrial fibrillation and right ventricular hypertrophy pattern on E.C.G., the other, as infundibular pulmonic stenosis, presented pressure gradient between right ventricle and main pulmonary artery at infundibular level of 76 mmHg in systole. Both patients underwent operation successfully and one of them was assisted by E.C.C. during pericardiectomy and result was excellent. It is difficult to make the diagnosis of these conditions preoperatively so consideration about these might be important to make the diagnosis accurately.

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소아용 보조인공심장의 모의순환 실험에 관한 연구 (In Vitro Test of Seiong Pediatric Ventricular Assist Device)

  • 권혁남;박표원
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.29-34
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    • 1991
  • Ventricular assist device(VAD) has been clinically applied as a temporary circulatory sup- porting system in the patients with severe heart failure, but small sized VAD for infant is not available. The purpose of tilis paper is to introdIAce small sized VAD and presents the result of in vitro test. Sejong VAD is diaphragmatic type of pneumatic pump and stroke volume is 11cc. Cardiac outputs of the Sejong VAD were measured by overflow tank under variable conditions of driving parameters. The cardiac output was 1.3 1/min at the heart rate of 120 per minute, left atrial pressure of $15cmH_2O$, percent systole of 43%, driving pressure of 240 mmHg, vacuum pressure of -40 mmHg, and mean aortic pressure of 70 mmHg. No mechanical problem was developed during the continuous in vitro test for 3 months.

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일본의 병원관리 전산화의 현황

  • 태송망
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.43-48
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    • 1982
  • Ventricular assist device(VAD) has been clinically applied as a temporary circulatory sup- porting system in the patients with severe heart failure, but small sized VAD for infant is not available. The purpose of this paper is to introduce small sized VAD and presents the result of in vitro test. Sejong VAD is diaphragmatic type of pneumatic pump and stroke volume is 11cc. Cardiac outputs of the Sejong VAD were measured by overflow tank under variable conditions of driving parameters. The cardiac output was 1.3 1/min at the heart rate of 120 per minute, left atrial pressure of 15cmH2O, percent systole of 43%, driving pressure of 240 mmHg, vacuum pressure of -40 mmHg, and mean aortic pressure of 70 mmHg. No mechanical problem was developed during the continuous in vitro test for 3 months.

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인공신경망 Feedforward 제어기를 이용한 좌심실 보조장치의 제어실험 (Control of Left Ventricular Assist Device Using Neural Network Feedforward Controller)

  • 정성택;김훈모;김상현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.83-90
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    • 1998
  • In this paper, we present neural network for control of Left Ventricular Assist Device(LVAD) system with a pneumatically driven mock circulation system. Beat rate(BR), Systole-Diastole Rate(SDR) and flow rate are collected as the main variables of the LVAD system. System modeling is completed using the neural network with input variables(BR, SBR, their derivatives, actual flow) and output variable(actual flow). It is necessary to apply high perfomance control techniques, since the LVAD system represent nonlinear and time-varing characteristics. Fortunately. the neural network can be applied to control of a nonlinear dynamic system by learning capability In this study, we identify the LVAD system with neural network and control the LVAD system by PID controller and neural network feedforward controller. The ability and effectiveness of controlling the LVAD system using the proposed algorithm will be demonstrated by experiment.

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Performance Comparison Between the Envelope Peak Detection Method and the HMM Based Method for Heart Sound Segmentation

  • Jang, Hyun-Baek;Chung, Young-Joo
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제28권2E호
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    • pp.72-78
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    • 2009
  • Heart sound segmentation into its components, S1, systole, S2 and diastole is the first step of analysis and the most important part in the automatic diagnosis of heart sounds. Conventionally, the Shannon energy envelope peak detection method has been popularly used due to its superior performance in locating S1 and S2. Recently, the HMM has been shown to be quite suitable in modeling the heart sound signal and its use in segmenting the heart sound signal has been suggested with some success. In this paper, we compared the two methods for heart sound segmentation using a common database. Experimental tests carried out on the 4 different types of heart sound signals showed that the segmentation accuracy relative to the manual segmentation was 97.4% in the HMM based method which was larger than 91.5% in the peak detection method.

혈관계 시스템 모델과 CFD의 결합을 통한 관상동맥 내 혈류의 수치적 해석 (Numerical analysis of the blood flow in coronary artery combining CFD method with the vascular system modeling)

  • 심은보;박명수;고형종;김경훈
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1999년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.152-157
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    • 1999
  • For the simulation of the blood flow in coronary artery, the system modeling of coronary hemodynamics is combined with CFD technique. The blood flow in coronary artery interacts with the global coronary circulation. Especially in case of the coronary artery with stenosis, the interaction plays an important role in the hemodynamics of the circulation. In this study we present a combined numerical approach using both the CFD technique for flow simulation and the global system model of coronary circulation. We use a lumped parameter model for the global simulation of coronary circulation whereas the finite element method is employed to compute the viscous flow field in stenosed coronary artery, The time variation of the pressure drop due to stenosis is obtained from the proposed numerical method. Numerical results shows that the flow resistance and pressure drop due to stenosis has a relatively large value in systole.

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